kvanttimittaus

Kvanttimittaus viittaa mittausprosessiin kvanttimekaniikan periaatteiden mukaisesti. Perinteisessä mittauksessa oletetaan, että mittauskohdetta ei häiritä merkittävästi mittauksen aikana. Kvanttimekaniikassa sen sijaan itse mittausprosessi voi muuttaa olennaisesti mitattavan kvanttisysteemin tilaa. Tämä johtuu siitä, että kvanttisysteemin ominaisuudet, kuten hiukkasen paikka tai spin, eivät ole ennalta määrättyjä vaan esiintyvät todennäköisyysjakaumina, joita kutsutaan aaltofunktioiksi.

Kun kvanttisysteemiä mitataan, sen aaltofunktio romahtaa yhteen mitatuista mahdollisista tiloista. Tämä romahdus on satunnainen prosessi, jonka tulos määräytyy aaltofunktion todennäköisyyksien perusteella. Esimerkiksi elektronin paikkaa mitattaessa sen aaltofunktio, joka kuvaa sen todennäköisyyttä olla eri paikoissa, romahtaa ja elektroni havaitaan vain yhdessä tietyssä paikassa. Toistettu mittaus samassa alkuperäisessä tilassa voi antaa eri tuloksen, koska aaltofunktion romahdus on satunnainen.

Kvanttimittauksen perusperiaatteita ovat muun muassa heisenbergiläinen epätarkkuusperiaate, joka rajoittaa tiettyjen yhteensopimattomien ominaisuusparien, kuten paikan ja liikemäärän, samanaikaista tarkkaa mittaamista. Kvanttimittaus on keskeinen käsite kvanttitietokoneiden ja muiden kvanttiteknologioiden kehityksessä, ja sen ymmärtäminen on olennaista kvanttimaailman ilmiöiden hallitsemiseksi. Erilaisia mittausmenetelmiä, kuten heikko mittaus, on kehitetty pyrkien minimoimaan mittauksen häiritsevä vaikutus tai saamaan tietoa systeemistä ilman sen täydellistä romahduttamista.